در تکنولوژی لیدار LIDAR، اشعه لیزری با فرکانس بالا از یک دستگاه فرستنده به سوی اجسام مورد علاقه ارسال می‌شود. سپس با تأخیری بسیار کوتاه، اشعه نور از اجسام برگشت و بازتاب می‌شود و توسط یک دستگاه گیرنده دریافت می‌شود. با توجه به زمانی که طول می‌کشد تا نور برگشتی به دستگاه گیرنده برسد، می‌توان فاصله بین دستگاه و اجسام را محاسبه کرد.
با تجزیه و تحلیل این اطلاعات، می‌توان اطلاعاتی درباره ساختار و خصوصیات فیزیکی اجسام دریافت کرد، مانند فاصله، ارتفاع، شکل و سایر پارامترهای مورد نیاز. در نتیجه، LIDAR می‌تواند در انواع زمینه‌ها، از نقشه برداری و محاسبه زیرساخت تا کشاورزی و اکتشافات معدنی و زمین‌شناسی استفاده شود. با مجموعه مهندس همراه باشید.
کاربرد تلنولوژی لیدار
با توجه به سرعت بالای جابجایی اشعه لیزری و دقت بالا در اندازه‌گیری فواصل، LIDAR به عنوان یکی از روش‌های پرکاربرد در نقشه برداری از دور و مطالعات محیطی و زمین‌شناسی شناخته شده است. علاوه بر زمینه‌های نقشه برداری، این تکنولوژی در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، شهرسازی، ساخت و ساز، انرژی و محیط زیست نیز استفاده می‌شود. سیستم لیزر اسکن سه‌بعدی (LIDAR) در انواع زمینه‌ها و صنایع مختلف کاربردهای گسترده‌ای دارد. برخی از کاربردهای سیستم لیزر اسکن سه‌بعدی عبارتند از:
- فاصله‌یابی فضایی: با استفاده از اشعه لیزری، می‌توان فواصل بین اجسام را دقیقاً اندازه‌گیری کرد، که برای مفید بودن در بسیاری از عملیات و برنامه‌ها از جمله محیط سه‌بعدی پیشرفته و شبیه‌سازی‌های واقعیت مجازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- مدل‌سازی سه‌بعدی محیط‌های شهری و غیرشهری: با استفاده از LIDAR، می‌توان محیط شهری و غیرشهری را با دقت بالا مدل‌سازی کرد. این مدل‌سازی می‌تواند در برنامه‌های شهرسازی، معماری، راه‌آهن و جاده‌سازی، و بهبود کاربری اراضی مورد استفاده قرار بگیرد.
- کاربردهای اتمسفری: با استفاده از سیستم LIDAR، می‌توان ویژگی‌های جوی مانند ارتفاع ابرها و میزان ترکیبات شیمیایی موجود در هوا را اندازه‌گیری و مدل‌سازی کرد. این اطلاعات کمک می‌کند تا بتوان بر کیفیت هوا نظارت داشت و پیش‌بینی آب‌وهوا و پژوهش‌های اتمسفری را بهبود بخشید.
- مدیریت و جنگل‌داری: از LIDAR در مدیریت منابع طبیعی و جنگل‌داری برای اندازه‌گیری ارتفاع درختان، محاسبه بیولوژی درختان، تحلیل و برآورد زمین‌های سبز و موارد دیگر استفاده می‌شود.
- مدل‌سازی سیل: به کمک LIDAR می‌توان با دقت بالا و با توجه به اطلاعات سه‌بعدی ارائه شده، مدل‌سازی سیل را انجام داد و در تهیه نقشه‌های سیلاب و برنامه‌ریزی مدیریت سیل کمک کرد.
- نقشه‌برداری و کارتوگرافی: سیستم LIDAR می‌تواند در تهیه نقشه‌های دقیق و سه‌بعدی از مناطق مختلف، شامل ساختمان‌ها، زیرساخت‌ها، مناظر طبیعی و آب‌های سطحی و زیرزمینی مورد استفاده قرار گیرد.
- مدیریت خط ساحلی: با استفاده از LIDAR می‌توان تغییرات جغرافیایی و انحرافات خط ساحل را در طول زمان اندازه‌گیری کرد و در مدیریت خط ساحلی و انجام پروژه‌های ساختمانی و حفاظتی استفاده کرد.
- اکتشاف منابع انرژی مانند نفت و گاز: سیستم LIDAR در اکتشاف و بررسی ذخایر نفت و گاز، شامل شناسایی ساختارهای ذخایر استفاده می‌شود.
خروجی تکنولوژی لیدار
خروجی تکنولوژی LIDAR شامل یک ابرِ نقاط سه‌بعدی است که با توجه به پارامترهای سنجنده و شرایط پرواز، تراکم نقاط بستگی دارد. در حقیقت، LIDAR با ارسال پالس‌های لیزری و دریافت بازتاب آنها، نقاط سه‌بعدی را برداشت می‌کند. این نقاط معمولاً با استفاده از سامانه‌های GPS و IMU برای تعیین مختصات دقیق ثبت می‌شوند.
خروجی LIDAR معمولاً به صورت ابر نقاط یک رنگ است، اما می توان با استفاده از تصاویر ارتویی (Orthophoto) که با دوربین هوایی گرفته می شوند، نقاط را به رنگ‌های متفاوتی تخصیص داد. این کار می‌تواند در ایجاد مدل سه‌بعدی و رنگی از محیط مفید باشد. همچنین، با تجمع نقاط و استفاده از الگوریتم‌های مربوطه، می‌توان در نرم افزارهای مختلف، بافت منحصر به فرد برای هر منطقه ایجاد کرد.
از جهت کاربردها، این تکنولوژی بسیار مفید است. به عنوان مثال، در سنجش از دور هوایی، LIDAR می‌تواند به سطح زمین دسترسی داشته باشد و مدل دقیقی از زمین را ارائه کند. این تکنولوژی برای برداشت خطوط باریک مانند خطوط انتقال نیرو (برق و غیره) بسیار کارآمد است و در شب نیز قابل استفاده است.
در مورد تراکم نقاط، به طور معمول تراکم نقاط در LIDAR کمتر از 1 متر است و دقت تعیین مختصات نقاط هم در جهت عمودی حدود 15 سانتی‌متر و در جهت افقی حدود 40 سانتی‌متر است. این دقت‌ها با توجه به شرایط مختلف و پارامترهای تنظیم شده قابل تغییر است. پیشنهاد میکنیم مقاله ژئودزی چیست؟ را در همین سایت مطالعه کنید.
تکنولوژی LIDAR در عملیات نقشه برداری هوایی
تکنولوژی لیدار LIDAR برای عملیات نقشه برداری هوایی بسیار مفید است. با نصب دوربین LIDAR بر روی پهپاد، می‌توان به صورت اتوماتیک و با دقت بالا ابرنقاط سه‌بعدی را برداشت کرد. برای استفاده از این تکنولوژی، پهپاد باید مجهز به سیستم دقیق تعیین موقعیت و سنسور IMU باشد.
به عنوان مثال، دوربین Zenmuse L1 از شرکت DJI یکی از دوربین‌های LIDAR است که در این نوع عملیات مورد استفاده قرار می‌گیرد. بسته به نوع پروژه و کاری که انجام می‌دهید، نیاز به یک سیستم قوی رایانه‌ای برای پردازش حجم زیادی از ابرنقاط دارید. این سیستم قادر به پردازش و تحلیل داده‌های LIDAR است و از آنجا که تراکم ابرنقاط در LIDAR بالا است، پردازش آنها نیاز به قدرت پردازشی مناسب دارد.
یکی از مزیت‌های تکنولوژی لیدار LIDAR این است که نیازی به نقاط کنترل زمینی برای عملیات نقشه‌برداری ندارد. در حقیقت، با استفاده از سنسورهای GPS و IMU، مختصات دقیق نقاط را ثبت می‌کند. البته، برای اعتبارسنجی و اطمینان از صحت روند برداشت، ممکن است یک یا دو نقطه کنترل به صورت دلخواه استفاده شود. همچنین، به دلیل تراکم بالای ابرنقاط در تکنولوژی LIDAR، نیاز به همپوشانی کمتری (حدود 20 تا 30 درصد) نسبت به تصویربرداری فتوگرامتری دارد.
در انتخاب بین تکنولوژی LIDAR و تصویربرداری فتوگرامتری برای یک پروژه نقشه‌برداری، باید با توجه به ویژگی‌ها و مزایای هرکدام، بهترین روش را انتخاب کرد. این انتخاب باید با هدف بهترین صرفه‌جویی در زمان و هزینه‌ها و دستیابی به دقت مطلوب انجام شود.
خدمات مجموعه مهندس
در مجموعه مهندس خدمات متنوعی در زمینه نقشه برداری ارائه می‌شود. مهندسینی که در مجموعه ما مشغول به فعالیت هستند از تکنولوژی‌های مختلف برای نقشه‌برداری استفاده می‌کنند که یکی از آنها تکنولوژی لیدار نام دارد. برای بهره‌مند شدن از خدمات ما می‌توانید از طریق همین سایت اقدام کرده و یا با ما تماس بگیرید. مقاله‌های مختلفی در این سایت وجود دارند که اطلاعات کاملی را در اختیار شما قرار می‌دهند برای مثال می‌توانید مقاله نرم افزار گلوبال مپر (Global Mapper) را مطالعه کنید.
